(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサ素子と該ガスセンサ素子と同等の構造を有する比較素子及び２つの抵抗器とともにブリッジ回路を構成している回路構成のガスセンサ回路に対して、前記ガスセンサ素子へ通電して加熱し、該ガスセンサ回路の出力であるセンサ出力が警報判定値に達したときにガス漏れ警報を行うガス漏れ警報器において、
前記ガスセンサ素子として、該ガスセンサ素子への通電開始後の前記ガスセンサ回路の出力であるセンサ出力が、定常状態のエアーベースに対して予め決められた定常警報判定値と同じ極性となるガスセンサ素子を用い、
前記ガスセンサ素子への通電開始直後に、前記警報判定値を、該通電開始直後の前記ガスセンサ回路の出力であるセンサ出力のピーク値より絶対値が大きな値に設定するとともに、前記通電開始からエアーベースが定常状態となるまでの所定時間の間、該設定した警報判定値を前記定常警報判定値まで変化させることを特徴とするガス漏れ警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサ素子へ通電して加熱し、該ガスセンサ素子のセンサ出力が警報判定値に達したときにガス漏れ警報を行うガス漏れ警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＰガス等のガス漏れを検出するガス漏れ警報器では、接触燃焼式ガスセンサ素子や半導体式ガスセンサ素子が用いられている。図８は、従来の接触燃焼式ガスセンサ素子を用いたガス漏れ警報器の要部回路図である。このガス漏れ警報器１００のガス漏れ検知の対象ガスはＬＰＧ、ブタンガスであり、ガスセンサ１は接触燃焼式ガスセンサ素子１ａと比較素子１ｂとを有している。
【０００３】
接触燃焼式センサ素子１ａは、白金線の周囲に酸化触媒であるパラジウム、白金、ロジウム等を担持してなるアルミニウムや珪素の酸化物からなる担体層を有している。この白金線は担体層の接触反応に適した温度に保つヒータ線として機能するが、担体層で接触反応が生じた際にはその熱によってこの白金線の電気抵抗が変化する。通常、このような接触燃焼式センサ素子１ａは酸化触媒を有しない他は接触燃焼式センサ素子１ａと同等の構造を有する比較素子１ｂ及び抵抗器ｒ１，ｒ２とともにブリッジ回路を構成している。
【０００４】
そして、ＣＰＵ１０の制御により電源回路２からブリッジ回路に通電され、このブリッジこのブリッジ回路により上記白金線の電気抵抗の変化をセンサ信号Ｖとして検出する。そして、ＣＰＵ１０はセンサ信号Ｖを予め設定された警報判定値Ｖｔｈと比較し、電圧信号Ｖが警報判定値Ｖｔｈを越えると警報発生回路３により警報ブザーの鳴動等を行う。
【０００５】
ここで、ガスセンサ１は、接触燃焼式センサ素子１ａ及び比較素子１ｂへの通電により３００〜５００℃付近まで加熱して使用されるが、この通電加熱開始時の温度変化によりエアーベース抵抗値（検知対象ガスも存在しないときの接触燃焼式センサ素子１ａ及び比較素子１ｂの抵抗値）が変動する。
【０００６】
図７は接触燃焼式のガスセンサの通電初期の応答特性の一例を示す図であり、図７(A) はガスセンサを直流駆動した場合を示す。センサＡ、センサＢ及びセンサＣは通電直後にエアーベース抵抗値が変化し、センサ出力（ｍＶ）が正の方向に変動している。そして、１０秒程度でセンサ出力が０ｍＶとなって安定する。センサＤは正方向に僅かに変動し、次第に０ｍＶとなって安定する。また、センサＥは通電直後にセンサ出力（ｍＶ）が負の方向に変動し、１０秒程度でセンサ出力が０ｍＶとなって安定する。これに対して、警報判定値Ｖｔｈは例えば３０ｍＶに設定されており、センサＡ、センサＢ及びセンサＣの場合には通電直後にセンサ出力が警報判定値Ｖｔｈを越えて誤報を発生する。なお、これらのセンサを交流駆動した場合には、センサＡ〜センサＤは図７(A) と同様な特性となるが、センサＥの場合は図７(B) のように、直流駆動したときの負の方向の特性が判定して正の方向に変動する。
【０００７】
このように、接触燃焼式のガスセンサ１は、直流駆動、交流駆動を問わず、通電加熱開始時にエアーベース抵抗値が変動し、誤報を発生することがある。そこで、例えば特開２００４−１０２６５２号公報（その段落［００２８］等）のように、電源投入直後に初期鳴動阻止時間を設けたり、通電初期鳴動防止回路等を設けることで誤報に対処していた。
【特許文献１】特開２００４−１０２６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のガス漏れ警報器のように、初期鳴動素子時間を設けたり、ｌ通電初期鳴動防止回路を設けると、例えば点検ガスを吹き付けて動作確認を行うのに時間が掛かるため、警報器の設置時等に時間がかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は、ガスセンサ素子を用いたガス漏れ警報器において、通電直後の誤報を防止するとともに、警報器の設置時の時間を短縮することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１のガス漏れ警報器は、ガスセンサ素子と該ガスセンサ素子と同等の構造を有する比較素子及び２つの抵抗器とともにブリッジ回路を構成している回路構成のガスセンサ回路に対して、前記ガスセンサ素子へ通電して加熱し、該ガスセンサ回路の出力であるセンサ出力が警報判定値に達したときにガス漏れ警報を行うガス漏れ警報器において、前記ガスセンサ素子として、該ガスセンサ素子への通電開始後の前記ガスセンサ回路の出力であるセンサ出力が、定常状態のエアーベースに対して予め決められた定常警報判定値と同じ極性となるガスセンサ素子を用い、前記ガスセンサ素子への通電開始直後に、前記警報判定値を、該通電開始直後の前記ガスセンサ回路の出力であるセンサ出力のピーク値より絶対値が大きな値に設定するとともに、前記通電開始からエアーベースが定常状態となるまでの所定時間の間、該設定した警報判定値を前記定常警報判定値まで変化させることを特徴とする。
【００１１】
請求項１のガス漏れ警報器において、ガスセンサ素子への通電開始直後のセンサ出力のピーク値は、その通電開始直後に検出してもよいし、予め設定された既知のピーク値でもよい。そして、警報判定基準となる警報判定値を上記ピーク値より絶対値が大きな値に設定する。また、この設定された警報判定値は、通電開始からエアーベースが定常状態となるまでの所定時間（例えば１０秒）の間に、前記定常警報判定値まで変化される。したがって、エアーベースが定常状態となる所定時間経過後は通常のガス漏れ警報の判定が可能であり、また、所定時間内では、警報判定値はセンサ出力より絶対値が大きくなるように設定されているので、通電開始直後の初期段階での誤報を抑制できる。なお、警報判定値は時間と共になだらかに変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のガス漏れ警報器によれば、通電開始後の初期段階での警報判定値は、通電直後のピーク値より絶対値が大きな値に設定されるので、ガスセンサ素子のエアーベースの変動によるセンサ出力は警報判定値に達することがなく誤報を抑制することができる。また、初期段階での誤報を制御するだけであり、所定時間後に点検ガスによる動作確認も可能であり、誤報を回避しながら、警報器の設置時の時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のガス漏れ警報器の要部回路ブロック図であり、このガス漏警報器はＬＰガスを検知対象ガスとするものである。ガスセンサ１′の構成は前掲の図８のものと同様であり、その構造についての詳細な説明は省略するが、このガスセンサ１′は、当該ガス漏れ警報器の製造にあたって後述のようにガスセンサ１′の特性を計測することにより選択されたものである。
【００１４】
制御部１１は、たとえば、ＣＰＵ１１ａ（中央処理装置）、ＲＯＭ１１ｂ（読み出し専用メモリー）、及びＲＡＭ１１ｃ（随時書き込み読み出しメモリー）を含むマイクロコンピュータから構成される。ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂに記憶されている制御プログラムにしたがって本実施形態に係る制御を含む各種の処理を実行する。ＲＡＭ１１ｃは、ＣＰＵ１１ａが各種の処理を実行するためのワーキングエリアとして使用されるとともにプログラム等が適宜記憶される。
【００１５】
警報出力回路２は、制御部１１から出力される警報信号に応答して、ガス漏れ警報を出力するための警報音や警報音声メッセージを発する音声出力回路やブザー等を備えている。
【００１６】
記憶部４は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）等で構成されており、予め設定された定常警報判定値Ｖｏを記憶している。この定常警報判定値Ｖｏは、当該ガス漏れ警報器の製造時にガスセンサ１′の特性を計測することにより設定された値であり、検知対象ガスが存在しない状態でガスセンサ１′が所定温度になり、そのエアーベース抵抗が安定した定常状態でのセンサ出力（０ｍＶ）に対して所定電圧だけ高く設定された値である。また、この記憶部１４には、警報判定値を増加させるための増分値ΔＶ（例えば１５ｍＶ）、通電開始からの所定時間である初期時間Ｔｉ（例えば１０秒）の各データが記憶されている。
【００１７】
ここで、ガスセンサ１′は通電開始直後のセンサ出力の変動特性に応じて選択されたものであり、そのセンサ出力の極性がこのガスセンサ１′の前記定常警報判定値と同じ極性となるものである。
【００１８】
上述の構成によりガス漏れ警報器は次のように動作する。制御部１１は、電源の投入により電源回路２を駆動してガスセンサ１′への通電加熱を開始する。なお、この実施形態ではガスセンサ１′は直流駆動する。また、ガスセンサ１′の出力電圧をセンサ信号（Ｖ）として取り込む。また、このセンサ信号（Ｖ）を図示しない回路でＡ／Ｄ変換してセンサ出力（Ｖｎ）として内部処理を行う。そして、通電加熱直後にセンサ出力のピーク値により警報判定値を設定し、初期時間Ｔｉ内で時間の経過に伴って警報判定値を定常警報判定値Ｖｏまで変化させる。また、制御部１１は所定間隔（例えば２秒）の割込処理によりセンサ出力（Ｖｎ）と警報判定値とによりガス漏れ判定の監視動作を行う。
【００１９】
次に、図５及び図６のフローチャートに基づいて実施形態のガス漏れ警報器の要部動作を説明する。図５は当該ガス漏れ警報器の電源オンの直後に起動される初期処理のフローチャート、図６は監視動作を行うための所定間隔で起動される割込処理のフローチャートである。先ず、初期処理では、ステップＳ１で電源回路２を制御してガスセンサ１′に通電を開始し、ステップＳ２で記憶部４の初期時間Ｔｉのデータに基づいて１０秒タイマをスタートさせる。
【００２０】
次に、ステップＳ３でセンサ出力の初期のピーク（Ｖｐ）を検出する。このピークの検出は、所定サンプル数のセンサ出力の最大値を求める。次に、ステップＳ４でピーク（Ｖｐ）に増分値ΔＶ（１５ｍＶ）を加算してその演算結果を警報判定値のレジスタＶｔｈに設定する。次に、ステップＳ５で、レジスタＶｔｈの値と定常警報判定値Ｖｏとの差を初期時間Ｔｉ（１０秒）で除算し、その演算結果を減少値のレジスタδｖに設定する。なお、この減少値δｖは警報判定値を減少させるためのデータであり、この例では１秒毎に警報判定値を更新する。
【００２１】
次に、ステップＳ６で警報判定値の更新時間かを判定し、判定がＮＯでればステップＳ８に進み、判定がＹＥＳであれば、ステップＳ７で、現在の警報判定値（Ｖｔｈ）から減少値δｖを減算してその演算結果を警報判定値のレジスタＶｔｈに設定し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では通電開始から１０秒経過するのを監視し、１０秒経過したら、、ステップＳ９で現在の警報判定値（Ｖｔｈ）を定常警報判定値Ｖｏに設定し、メインルーチンに復帰する。
【００２２】
図６の割込処理では、ステップＳ１１でセンサ出力（Ｖｎ）を取得し、ステップＳ１２でセンサ出力（Ｖｎ）が警報判定値（Ｖｔｈ）以上であるかを判定する。センサ出力（Ｖｎ）が警報判定値（Ｖｔｈ）以上であれば、ステップＳ１３で警報を出力し元のルーチンに復帰する。センサ出力（Ｖｎ）が警報判定値（Ｖｔｈ）以上でなければ、ステップＳ１４で、現在警報の出力中であるかを判定し、警報出力中でなければそのまま元のルーチンに復帰し、警報出力中であればステップＳ１５で警報を解除して元のルーチンに復帰する。
【００２３】
図２は実施形態のガス漏れ警報器におけるセンサ出力と警報判定値の設定状態の実施例１を示す図である。この実施例１のガスセンサ１′はエアーベースが通電直後に正側に大きく変動しており、前記ステップＳ３で検出された初期のピーク（Ｖｐ）が＋１１０ｍＶである。そして、このピーク（Ｖｐ）に前記増分値ΔＶ（この例では１５ｍＶ）が加算され、破線で示す警報判定値（Ｖｔｈ）の初期の値が設定されている。そして通電開始から１０秒経過するまで、警報判定値（Ｖｔｈ）は次第に減少し、１０秒経過時に定常警報判定値Ｖｏに設定されている。したがって、前記割込処理の監視処理で、この１０秒間で誤報することがない。なお、１０秒経過後はエアーベースが定常状態になる。
【００２４】
図３は実施例１において、点検ガスを吹き付けた場合の例を示す図である。点検ガスに対するセンサ出力は初期の９秒程度は、警報判定値（Ｖｔｈ）によりマスクされている。しかし、１０秒経過後にも点検ガスが残留しており、この点検ガスに対するセンサ出力が定常警報判定値Ｖｏより高くなり、警報が発せられる。これにより、点検を行うことができる。
【００２５】
図４は実施形態のガス漏れ警報器におけるセンサ出力と警報判定値の設定状態の実施例２を示す図である。この実施例２ではガスセンサ１′は実施例１と同じであるが、通電開始から１０秒経過するまでの警報判定値を段階的に（例えば２秒毎に）減少させた例である。この場合も、点検ガスに対するセンサ出力は初期の９秒程度は警報判定値（Ｖｔｈ）によりマスクされているが、残留する点検ガスによりセンサ出力が定常警報判定値Ｖｏより高くなり、警報が発せられる。これにより、点検を行うことができる。
【００２６】
以上の実施形態ではガスセンサ１′を直流駆動した場合について説明したが、ガスセンサ１′を交流駆動する場合も同様である。すなわち、実施例１及び２は交流駆動でも同様である。これに対して、交流駆動により前掲の図７(B) のようになるガスセンサの場合でも適用できる。
【００２７】
また、実施形態ではガスセンサの特性からガスセンサ１′を選択するようにしているが、この実施形態におけるガスセンサ１′のような特性は、ガスセンサの白金コイル抵抗値の調整や、素子サイズ、材料等により調整することが可能であり、このように調整したものを用いてもよい。
【００２８】
以上の実施形態では接触燃焼式ガスセンサの例を説明したが、半導体式ガスセンサ、熱線半導体式ガスセンサでも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のガス漏れ警報器の要部回路ブロック図である。
【図２】実施形態のガス漏れ警報器におけるセンサ出力と警報判定値の設定状態の実施例１を示す図である。
【図３】実施例１における点検ガスにたいするセンサ出力の例を示す図である。
【図４】実施形態のガス漏れ警報器におけるセンサ出力と警報判定値の設定状態の実施例２を示す図である。
【図５】実施形態におけるガス漏れ警報器の電源オンの直後に起動される初期処理のフローチャートである。
【図６】実施形態におけるガス漏れ警報器の監視動作を行うための割込処理のフローチャートである。
【図７】接触燃焼式のガスセンサの通電初期の応答特性の一例を示す図である。
【図８】従来の接触燃焼式ガスセンサ素子を用いたガス漏れ警報器の要部回路図である。
【符号の説明】
【００３０】
１′  ガスセンサ
２    電源回路
３    警報発生回路
４    記憶部
１１  制御部
【図１】
0005155026.tif 000002
【図２】
0005155026.tif 000003
【図３】
0005155026.tif 000004
【図４】
0005155026.tif 000005
【図５】
0005155026.tif 000006
【図６】
0005155026.tif 000007
【図７】
0005155026.tif 000008
【図８】
0005155026.tif 000009